W artykule przedstawiono metodę badania kotew górniczych przy użyciu fal ultradźwiękowych. Na wstępie zaprezentowano kilka specjalistycznych czujników i instrumentów, które można wykorzystać do monitorowania kotew w czasie ich eksploatacji. Artykuł koncentruje się na zastosowaniu do badań prowadzonych fal ultradźwiękowych zdolnych do rozprzestrzeniania się na duże odległości w prętach. Fale te są jednak dyspersyjne i multimodalne, co oznacza, że wiele postaci falowych może propagować jednocześnie z różnymi prędkościami zależnymi od częstotliwości. Zastosowanie ultradźwiękowych fal do kotew NDE omówione szczegółowo na przykładzie instrumentu RBT (Rock-Bolt Tester), który jest cyfrowym instrumentem ultradźwiękowym pracującym w układzie puls-echo, wyposażonym w specjalnie skonstruowaną głowicę ultradźwiękową, zdolną do generowania fal sprężystych o wysokiej energii i niskiej częstotliwości (poniżej 100kHz). Głowica jest również zdolna do odbierania słabych ech odbitych od końca kotwy i od nieciągłości w zaprawie ją otaczającej. Echa odbierane przez sondę są wzmacniane, filtrowane i prezentowane graficznie w postaci A-skanów. Na zakończenie, dla ilustracji działania instrumentu RBT przedstawiono wyniki jego weryfikacji eksperymentalnej.
EN
In this paper we are presenting principles of rock-bolts NDE using ultrasonic guided waves. A number of specialized sensors and instruments is presented that can be used for monitoring bolts status. The paper is focused on the application of ultrasonic guided waves (GW) able to propagate over long distances in bars. GWs are, however, dispersive and multimodal, which means that many wave modes can propagate simultaneously with different frequency dependent velocities. Application of ultrasonic guided waves for rock-bolts NDE is presented in some detail using for illustration the new designed instrument rock-bolt tester (RBT). RBT is a pulse-echo digital ultrasound instrument provided with an application tailored ultrasound probe that transmits high-energy, low frequency (below 100kHz) guided waves. The probe is also capable of receiving weak echoes reflected from the bolt-end and from some discontinuities in the surrounding grout. The echoes received by the probe are amplified, filtered and presented in the form of A-scans. Experimental results are presented that illustrate the performance of the RBT instrument.
This paper presents two techniques of active thermography i.e. the pulsed thermography technique and the step heating technique. The aim of this article is to compare these two techniques and present the possibilities, advantages and limitations of their use in the context of non-destructive testing of composite materials. The experimental section presents the results of tests carried out on samples of the polymer composites reinforced with glass fiber.
In this work, we establish some assumptions that guaranteeing the global exponential stability (GES) of the zero solution of a neutral differential equation (NDE). We aim to extend and improves some results found in the literature.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodę pomiaru zmian poeksploatacyjnych parametrów magnetycznych i elektrycznych łopatek wirnika turbiny 13K225 części wysokoprężnej (WP) ze stali X22CrMoV12-1+QT2. Zmodyfikowana metoda badań magneto-indukcyjnych opisująca zmiany parametrów fizycznych poprzez składowe impedancji układu pomiarowego pozwala na wyznaczanie czasu niezawodnej eksploatacji poprzez monitorowanie zmian degradacyjnych materiału.
EN
In article there has been presented the method for measurement of post exploitation differences of the magnetic and electric properties of high pressure (HP) turbine 13K225 blades made of X22CrMoV12-1+QT2. A modified method for magnetic-induction tests, describes the changes of physical parameters through measurement of system impedance, let us to predict the reliable operation time through monitoring of material degradation changes.
Moduł LDC 1000 [1, 2] jest przetwornikiem pomiarowym indukcyjnym produkcji Texas Instruments. W podstawowej wersji został zaprojektowany do pomiaru odległości od powierzchni materiałów przewodzących. Jego konstrukcja i oprogramowanie umożliwiają wiele innowacyjnych zastosowań. Zastosowania można przenieść na diagnostykę maszyn (pomiar skręcenia wałów napędowych, wykrywanie i pomiar niezrównoważenia mas wirujących), a także w obszar badań nieniszczących defektów ciągłości kształtu i struktury. W artykule opisano przykłady zastosowania w defektoskopii pęknięć, w pomiarze parametrów elektrycznych i magnetycznych oraz w pomiarze odległości od powierzchni materiałów przewodzących. Układ LDC 1000 jest dostępny od kilku lat na rynku. Obszar podstawowy jego zastosowania jest ciągle poszerzany [4, 5]. Jest też tematem prac doktorskich [7]. Przedstawione na wstępie zasady pomiaru unormowanych składowych impedancji są wstępem do opisu działania przetwornika LDC. Przetwornik LDC 1000 pracuje w obszarze rezonansu prądu: cewka indukcyjna – materiał badany. Spośród możliwości diagnostycznych układu zaprezentowano jego zastosowanie w wykrywaniu defektów. Przeprowadzono pomiar pęknięć, pomiar przewodności oraz pomiar odległości. Wartościami rejestrowanymi była lokalna indukcja obwodu. Pomiary prowadzono na wzorcach stosowanych w defektoskopii magneto-indukcyjnej. Wykonano badania na powtarzalność czasową pomiaru.
EN
LDC 1000 module [1, 2] measurement tool is an inductive converter made by TI. It has been designed to measure distance from the surface of conducting materials. Its design and software make it possible to use the device in many innovative applications. The possible applications may be found in machine diagnostics (measurement of shaft torsions, detection and measurement of rotating masses’ unbalance) as well as in non-destructive testing (NDT) of continuity, shape and structure flaws. Examples of applying this converter to flaw crack detection, measurement of electrical and magnetic parameters and distance from the surface of conducting materials as a thickness of nonconductive layer, are described in the paper. LDC 1000 has been available commercially for a few years. Its basic scope of applications expands all the time [4, 5]. It has been the subject matter for some Ph.D. theses [7]. The principles for measuring normalized impedance components explained in the initial part of the paper are necessary for full description of converter’s operation. LDC 1000 converter operates in the current resonance region (resonance takes place between inductive coil and tested material). From among many diagnostic possibilities of the converter, we have chosen to present its application in flaw detection. Crack, conductivity and distance measurements have been carried out. Local circuit inductance has been recorded. Measurements have been conducted with standards flaw detection probe used. We have also investigated the time repeatability of measurements.
W artykule przedstawiono metodę pomiaru zmian poeksploatacyjnych parametrów magnetycznych i elektrycznych łopatek wirnika turbiny 13K225 części wysokoprężnej (WP) ze stali X22CrMoV12-1+QT2. Zastosowano zmodyfikowaną metodę badań magneto-indukcyjnych, opisującą zmiany materiału poprzez składowe impedancji układu pomiarowego. Cewka układu pomiarowego podłączonego do klasycznego mostka pomiarowego rejestruje w tej metodzie zmiany składowych impedancji. Po uwzględnieniu rezystancji i reaktancji początkowej analizowano względne zmiany przenikalności skutecznej i przewodności właściwej materiału. Badania przeprowadzono urządzeniami minimalizującymi koszty badań, nie pogarszając dokładności i powtarzalności. Badania są nadal kontynuowane na większej ilości próbek materiału przed i po eksploatacji. Jak ujawniono w toku badań, w procesie modernizacji nie dokonano znaczących zmian składu chemicznego, a jedynie kształtu oraz przekroju łopatek, co ma zapewnić podwyższoną wydajność turbozespołu i wydłużyć czas niezawodnej eksploatacji. Wyznaczanie czasu niezawodnej eksploatacji wiąże się z koniecznością monitorowania zmian degradacyjnych materiału, a więc utraty parametrów mechanicznych. Najczęściej odbywa się to pośrednio za pomocą monitorowania parametrów fizycznych, a szczególnie magnetycznych i elektrycznych.
EN
In article there has been presented the method for measurement of post exploitation differences of the magnetic and electric properties of high pressure (HP) turbine 13K225 blades made of X22CrMoV12-1+QT2. There has been used a modified method for magnetic-induction tests, which let us describe the changes of material through measurement of system impedance. Measurement system coil connected with pure LCR meter registers in this method the changes of impedance. After considering the resistance and initial reactivity, the relative changes of effective permeability and thermal conductivity of the material was analyzed. The tests have been done with use of equipment minimalizing the costs, while maintaining accuracy and repeatability. The test are being continued in order to reach the possibility of comparison of material properties before and after exploitation. The tests have revealed, that blades’ modernization hadn’t changed the chemical composition, but only shape and cross-section were changed, which shall ensure better efficiency of the unit and extending the time of reliable operation. Therefore the predicting of reliable operation requires the monitoring of material degradation changes, i.e. the loss of mechanical parameters in connection with changes in physical parameters, particularly magnetic and electrical.
W artykule przedstawiono możliwości oceny zmian parametrów fizycznych próbek ze stali P91 w oparciu o zmodyfikowane metody badań magneto-indukcyjnych. Badania przeprowadzono urządzeniami minimalizującymi koszty badań nie wpływającymi na dokładność. Zastosowano mostek pomiarowy RLC [8] i sondę pomiarową LDC1000 [9-11]. Przedstawione wstępne wyniki badań potwierdzają przyjęte założenia i wskazują na szeroki zakres zastosowań w przemyśle.
EN
The article presents the diagnostics of changes in the physical parameters of the samples of steel P91 based on the modified method of magneto-inductive testing. The study was conducted devices minimize research costs without affecting accuracy. RLC uses a measuring bridge [8] and probe cover LDC1000 [9-11]. The preliminary results confirm the assumptions and indicate a wide range of applications in industry.
W artykule przedstawiono zastosowanie techniki magneto-indukcyjnej do określania mechanicznej degradacji elementów konstrukcyjnych z nieznaną historią obciążeń zmęczeniowych. Zaprezentowano metodykę, która w wielu przypadkach jest tańsza od obecnie stosowanych oraz umożliwia uzyskanie wysokiej czułości i powtarzalności badań, zarówno dla prostych jak i precyzyjnych przetworników RLC. Metodologię tę opisano już w wielu artykułach publikowanych w Przeglądzie Elektrotechnicznym [20]. Porównano strefy degradacji materiału o potencjalnie niskim i wysokim stanie obciążeń. Stan maksymalnej degradacji wyznaczano dla stref potencjalnie zagrożonych pękaniem (potwierdzonych statystyką).
EN
The paper presents an application of magneto-inductive technique to determine a mechanical degradation of construction components, of which the history of fatigue loads is unknown. There is presented a methodology, which in many cases is less in costs than methods presently used, and which enables obtaining high measuring sensitivity and repeatability, for both simple and precise LCR converters. This methodology was described in many articles published in Przeglad Elektrotechniczny [20]. There is made a comparison of degradation for areas of potentially low and high loads condition. State of maximum degradation was determined in areas potentially risky to cracks (statistically confirmed).
Artykuł prezentuje przegląd technik obecnie stosowanych do prognozowania czasu eksploatacji kołpaków wirników generatorów wykonanych ze stali austenitycznej. Metoda oparta jest na porównywaniu badanych własności fizycznych kołpaków ze stali G18H18 (ASTM A289 Class C) ze stanem początkowym materiału. Wykrywanie zmian zmęczeniowych w strukturze materiałowej umożliwiają pośrednie pomiary przenikalności magnetycznej względnej i przewodności elektrycznej właściwej w funkcji częstotliwości. Dogodną metodą jest wykrywanie zmian degradacyjnych w rezonansie elektrycznym, przy wykorzystaniu nowej generacji przetworników indukcyjnych serii LDC1000.
EN
The paper presents a review of currently used techniques for prediction of service life of austenitic generator rotor retaining rings. The method is based on comparison of the tested physical properties of retaining rings made of G18H18 (ASTM A289 Class C) steel with the material initial condition. Detection of fatigue changes in material structure is possible by indirect measurements of relative magnetic permeability and electrical conductivity versus frequency. A convenient method is detection of degradation changes in electrical resonance, using a new generation of inductive converters LDC1000.
Prezentowany artykuł przedstawia rezultaty użycia nowoczesnej metody badań nieniszczących termografii w podczerwieni w badaniach technicznych kompozytowej struktury podwozia samolotu lekkiego. Wraz ze zwiększonym wykorzystaniem kompozytów w przemyśle lotniczym, pojawia się konieczność opracowania metody pozwalającej na identyfikację wad technologicznych i uszkodzeń powstałych w procesie eksploatacji statków powietrznych. Wraz ze wzrostem oczekiwań wobec konstrukcji lotniczych - ich efektywności i obniżenia kosztów eksploatacji, rozwojowi podlegają również metody diagnostyczne oraz procedury kwalifikacji do lotu. Cel obniżenia kosztów dotyczy zarówno procesu produkcji poszczególnych elementów jak też skrócenia czasu przestojów samolotów podczas przeglądów eksploatacyjnych. Niniejszy artykuł przedstawia wyniki badań eksperymentalnych kompozytowego podwozia samolotu lekkiego skorelowanych z pracą naziemnej obsługi technicznej.
EN
The article presents the effects of using active IR Thermography technique for the tests of composite aircraft With the growing use of composites in the aviation industry a necessity appears to work out a method allowing early identification of technological defects and damages appeared in the process of the aircraft operation. It could be the active thermography techniques used for the thin walled elements tests, such as wing and fuselage skin, with the focus on fractures and delamination. The obtained research results bring closer the problem of selection of the well-fitted non-destructive testing method depending on the kind of the diagnosed construction.
The article presents a comparison of the effects of using active IR Thermography technique for the tests of composite aircraft structures. The most important question arising together with an increased use of composites in aviation industry is to work out a method, which would allow identification of the technological defects, and damages appeared in the process of the aircraft use. Non-destructive testing which has been used so far to identify defects in the aircraft structure made from metallic materials has a quite limited application in case of composite structures. With the growing use of composites in the aviation industry, a necessity appears to work out a method allowing early identification of technological defects and damages appeared in the process of the aircraft operation. It could be the active thermography techniques used for the thin walled elements tests, such as wing and fuselage skin, with the focus on fractures and delamination. Light composite aircraft have been built for a many of years, however, the annual flight hours of these aircraft are incomparably lower than those of the aircraft used in air transport. In group of light aircraft, the less important elements were made of composites regarding the strength of the whole construction. When the newest aircraft were introduced, with most important construction elements such as the fuselage, wings, horizontal and vertical tails, doors and the interior made of composite materials, it was expected that the increased amount of the annual flight hours (more than 3000 hours) and the expected airliner lifetime (about 30 000 hours) would soon cause degradation of the mechanical properties of the composites following from the progress of ageing of the composite structures. The obtained research results bring closer the problem of selection of the well-fitted non-destructive testing method depending on the kind of the diagnosed construction
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
We have been investigated a basic concept of material constant evaluation using transformer type probes in an a.c. field range between 20Hz and 200kHz. The probes are consisted of 2 transformers with open magnetic poles attached to the material surface under estimation and attached to the reference material, respectively. The output voltage of each transformer is connected in series and reverse to cancel the offset voltage caused by the leakage flux. The analyses are performed by using a.c. magnetic resistance theory of magnetic circuit. We attained the high sensitivity of conductivity and permeability changes in the material without direct contact as that in d.c. measurements. The transfer function of material in general was defined by the experimental results of the excitation current of the probe, operation frequency and the output voltages, independent of the characteristics of the transformer materials.
PL
Badano koncepcję stałej materiałowej przy badaniu próbki transformatorowej w pasmie 20 Hz do 200 kHz. Próbka składała się z dwóch otwartych transformatorów, z których jeden przyłożony był doi badanego materiału a drugi do materiału porównawczego. Wyjścia połączono szeregowo i przeciwsobnie. Określono funkcję przetwarzania umożliwiającą ocenę badanego materiału.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work presents the results of non-destructive examination (NDE) of Charpy impact test samples prepared from low-alloyed Astaloy CrL and Astaloy CrM iron based powders. The natural frequencies, excited in a dynamic way (by impact), of the samples were determined in three directions, perpendicular to each other. The Rayleigh dispersion corrections for the rod velocities were taken into account. The respective dynamic modulus of elasticity E were calculated. The velocities Cl of propagation of the longitudinal ultrasound waves were calculated. The mean values of the magnetic Barkhausen noise voltage were measured.
PL
Wpracy przedstawione zostały wyniki badań nieniszczących, jakie prowadzone były na spiekanych stalach konstrukcyjnych manganowo-chromowo-molibdenowych wykonanych na bazie proszków stopowych Astaloy CrL i Astaloy CrM. W celu przygotowania próbek do badań, proszki wyjściowe Astaloy CrL i Astaloy CrM z dodatkiem niskowęglowego (1,3%C) żelazomanganu (77%Mn) oraz grafitu C-UF (0,3% mas.) poddano mieszaniu w mieszalniku dwustożkowym w czasie 60 minut. Z przygotowanych mieszanek, stosując ciśnienie prasowania 800 MPa, sprasowano kształtki prostopadłościenne o wymiarach 5x10x55 mm o dwóch różnych składach chemicznych: Fe-3%Mn-3%Cr-0.5%Mo-0.3%C i Fe-3%Mn-1.5%Cr-0.25%Mo-0.3%C. Proces spiekania prowadzony był w dwóch temperaturach – 1120C i 1250C w czasie 60 minut w zasypce o składzie: Al.2O3 + 15% FeMn + 10%C. Gęstość względna spieczonych kształtek mieściła się w zakresie od 87,1% do 88,6%. W czasie badań zastosowano następujące techniki badawcze: metodę echa ultradźwięków, metodę dynamiczną przy niskich częstotliwościach oraz metodę szumów magnetycznych Barkhusena. Przeprowadzone eksperymenty pozwoliły na wyznaczenie dynamicznego modułu elastyczności wzdłużnej E spiekanych stali manganowo-chromowo-molibdenowych. Badania przeprowadzone były w trzech prostopadłych do siebie kierunkach zależnych od kierunku prasowania próbek: zgodnie z kierunkiem prasowania, prostopadle do kierunku prasowania wzdłuż szerokości próbki oraz prostopadle do kierunku prasowania wzdłuż długości próbki. Określana została również prędkość rozchodzenia się fal ultradźwiękowych Cl w spiekanym materiale. Przeprowadzone badania wykazały, że metody ultradźwiękowe są odpowiednimi technikami badawczymi dla określania stopnia niejednorodności spiekanych stali, a efekt Barkhausena jest parametrem wystarczającym do klasyfikowania spieków ze względu na rodzaj proszków wyjściowych zastosowanych do ich produkcji.
Wyroby i konstrukcje inżynierskie narażone są z upływem czasu na starzenie i degradację możliwości realizacji przewidywanych dla nich funkcji. Mogą one ulegać uszkodzeniu w wyniku wad generowanych podczas ich wytwarzania, co wpływa na pogorszenie właściwości użytych materiałów. Uszkodzenia mogą powstawać w warunkach eksploatacji wyrobów i konstrukcji na skutek przeciążenia lub nagłego (udarowego) wzrostu obciążeń, a także pod wpływem oddziaływania wilgoci, kwaśnych składników atmosfery i temperatury. Ocenę stanu technicznego konstrukcji dokonuje się metodami kontroli nieniszczącej (NDE), które umożliwiają wykrywanie wewnętrznych, niewidocznych uszkodzeń. Przedstawiono możliwości, jakie stwarza stosowanie materiałów inteligentnych jako sensorów oceny stanu materiałów w wyrobach i konstrukcjach inżynierskich. Prowadzony z ich wykorzystaniem monitoring dostarcza istotnych informacji o stanie konstrukcji w sposób ciągły w czasie rzeczywistym. Przedstawiono wyłącznie przypadki monitorowania materiałów polimerowych i kompozytów polimerowych, co nie oznacza, że informacje te nie mogą mieć charakteru uniwersalnego. Omówiono monitorowanie stanu materiałów w wyrobach w trakcie ich eksploatacji. Przedstawiono rozwiązania oparte na włóknach światłowodowych, materiałach piezoelektrycznych, magnetostrykcyjnych oraz na pomiarze rezystancji. Pokazano, że materiały inteligentne wykorzystywane są także do monitorowania procesu wytwarzania wyrobów i konstrukcji z materiałów i kompozytów polimerowych. Monitorować można, między innymi, proces utwardzania polimerów stanowiących osnowę kompozytów, chemiczny i fizyczny stan materiałów wyjściowych i jakość produktu finalnego. Poruszono również problemy związane z "samonaprawą" kompozytów polimerowych.
EN
Engineering products and structures are exposed to ageing and degradation of their functionality. They can suffer from damages generated in the course of the processing, which results in deterioration of their utilitarian properties. The damages can also arise in the course of exploitation of the products and structures and result from overloading or abrupt (impact) increase of the load, as well as from influence of moisture, acid atmosphere and temperature. Assessment of the technical health of structures is usually done by non-destructive evaluation {NDE) techniques, which enable detection of internal, invisible damages. Possibility, which provides application of smart materials as sensors of health monitoring for composite products and engineering structures, is shown. The monitoring, carried out with the application of smart materials, provides crucial and continuous information about the state of the structures in real time. Only the cases of monitoring of polymer and polymer matrix composites are presented, which does not mean that this information can not have universal meaning. Health monitoring of materials in the products in the course of their exploitation is also discussed. The designs based on optical fibres, piezoelectric and magnetostrictive materials as well as resistivity measurements are shown. It has been demonstrated that smart materials are also used for monitoring of manufacturing of products and structures made from polymer materials and polymer matrix composites. Among others curing process of polymers used as matrix of composites, chemical and physical state of the substrates and the quality of the final product can be monitored. In the paper the problems related to "self-healing" of polymer matrix composites have also been mentioned.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.